CN109767748B - 一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置，包括：一个可置于耳道内的外部包裹弹性外套的多孔腔体，利用弹性外套适应人体的耳道；在多孔腔体中开设多个纵向孔，在纵向孔内塞入不同微孔高分子材料过滤芯，形成对不同频段噪声的通道和声阻尼，通过纵向推动空心管压缩微孔高分子材料过滤芯，改变微孔高分子材料过滤芯的微孔形状及密度，达到改变声音气导通路声阻尼的作用，另加旋转盖板独立选择性地封堵声音气导通路。通过上述方式，本发明所述的一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置，基于语音频率与环境噪声的频率不同进行设计，自调实现最小化或消除特定环境噪声，同时保持正常语音交流的目的。

Description

一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置

技术领域

本发明涉及耳内降噪技术领域，特别是涉及一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置。

背景技术

噪音几乎无处不在，极大地影响了人们的语言交流，特别是在特定嘈杂的环境中，还容易损伤人的听力。

为了进行降噪，人们采用耳罩进行防护，但是耳罩拒绝了噪音的传入，也隔绝了语音的交流。为此，申请号为201710606536.1的发明专利申请公开了一种用于全频段噪音防护的主动降噪防护耳罩，具有噪音防护与语音交流兼顾的效果，但是体积庞大，需要多种电子元件和电源，携带不便，影响了使用的便利性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置，无需电子元件，体积小巧以符合每个人独特的耳道形状和尺寸，并且能够容易地调节声音气导通路及阻尼，满足过滤或减少特定环境噪声的要求，并同时保持期望的语音交流。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，包括：

加工一个可置于耳道内的多孔腔体，并在多孔腔体外部包裹弹性外套，利用弹性外套适应人体的耳道；

在多孔腔体中开设多个不同孔形状和孔径的纵向孔，在纵向孔内塞入不同微孔高分子材料过滤芯，形成对不同频段噪声的通道和声阻尼，通过纵向推动空心管压缩微孔高分子材料过滤芯，改变微孔高分子材料过滤芯的微孔形状及密度，达到改变声音气导通路声阻尼的作用，以减少或滤除人类可听见的100Hz至20000Hz的宽频率范围中的一种或多种特定环境噪声，同时保持所需的500Hz至4000Hz范围内的正常语音通讯。

在本发明一个较佳实施例中，在多孔腔体的前端设置软导声管，软导声管的前端安装适用于使用者耳道的弹性耳膜，使得弹性耳膜、软导声管和多孔腔体纵向排列并一起置于使用者的耳道内，弹性耳膜与耳道壁紧密弹性接触，维持足够外周径向压力，形成耳道周边密封，无声压泄漏，保证导声管和微孔高分子材料过滤芯这一声波通道内清晰的语音传播进入耳膜密封内侧的耳道，同时防止多孔腔体在耳道内松动。

在本发明一个较佳实施例中，在多孔腔体末端设置有可以置于耳道内的多孔推板，进行多个空心管的同步或分步纵向推动，多孔推板上有与空心管对应的通孔。

在本发明一个较佳实施例中，进行部分空心管端口的封堵，选择性地开通或关闭声音通道，将部分频段的噪声通路完全封堵。

在本发明一个较佳实施例中，在多孔推板后方加装对应的旋转盖板，旋转盖板上设置与通孔对应的声音导入孔，利用旋转盖板的旋转，实现声音通道的部分或全部封堵调节，增加一个独立的调节噪声通路的方法。

在本发明一个较佳实施例中，安装与多孔推板活动连接的螺杆旋钮，螺杆旋钮旋转时纵向推动多孔推板，实现空心管对微孔高分子材料过滤芯的压缩，多孔腔体中纵向孔结构设计、微孔高分子材料过滤芯的选择、旋转盖板对声音通道的选择性封堵、螺杆旋钮的旋转角度、空心管压缩微孔高分子材料过滤芯的长度组成噪声滤波调节要素，根据不同环境噪声下要达到的降噪目标，通过实验标定各噪声滤波调节要素，确定下来噪声滤波调节要素的具体参数，标识在装置上进行操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置，包括：软导声管、多孔腔体、弹性耳膜、多孔推板、螺杆旋钮、盖子和旋转盖板，所述软导声管连接在多孔腔体前端与弹性耳膜之间，所述多孔腔体中开设多个不同的纵向孔，所述纵向孔内装填有微孔高分子材料过滤芯，所述多孔推板位于多孔腔体后方，所述多孔推板上设置有延伸至纵向孔中进行微孔高分子材料过滤芯压缩的空心管，所述旋转盖板位于多孔推板的后方，所述旋转盖板上设置与空心管对应的声音导入孔，所述盖子设置在旋转盖板的后方，所述螺杆旋钮穿过盖子上设置的螺纹孔而指向多孔腔体，所述多孔推板前后设置有位于螺杆旋钮上的限位垫圈，利用螺杆旋钮的旋转驱动多孔推板纵向移动。

在本发明一个较佳实施例中，所述多孔腔体外部包裹有过盈配合的弹性外套。

在本发明一个较佳实施例中，所述盖子两侧与弹性外套连接固定，所述纵向孔包括多个不同孔形状和孔径的微孔高分子材料过滤芯放置孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋转盖板一侧设置有实现圆周旋转的驱动装置，所述驱动装置包括但不限于手柄。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置，基于语音频率与环境噪声的频率不同进行设计，可以置于耳道内，体积小，携带方便，而且不含电器元件，使用稳定，实现两种独立的操作进行降噪调节，既可以通过旋转盖板的旋转，开通或关闭一个或多个空心管，选择性地开通或关闭声音通道，将部分频段的噪声通路完全封堵，又可以通过纵向压缩纵向孔内的微孔高分子材料过滤芯，改变其微孔尺寸和密度，即改变声气导阻尼，达到最小化或消除特定环境噪声，同时保持正常语音交流的目的，操作简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1的爆炸图

图3是图2中限位垫圈所在部位的爆炸图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1~图3，本发明实施例包括：

一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，包括：

加工一个可置于耳道内的多孔腔体3，并在多孔腔体3外部包裹弹性外套1，利用弹性外套1适应人体的耳道，多孔腔体3与弹性外套1过盈配合，结构稳定，多孔腔体3采用硬塑料或金属进行加工，可由一个或多个部件组成，可以通过模具整块或多块的方法制造，整块或多块结构通过胶粘或热变形连接在一起，整个多孔腔体的装置外周变形曲面符合每个用户的独特耳道形状，以提供舒适的噪音过滤设备，弹性外套材料由医用级热塑性弹性体或硅橡胶构成，可以是圆形、椭圆形或多边形的横截面；

在多孔腔体3中开设多个不同孔形状和孔径的纵向孔，在纵向孔内塞入不同微孔高分子材料过滤芯9，形成对不同频段噪声的通道和声阻尼，利用语音频率与环境噪声的频率不同，通过纵向推动空心管8压缩微孔高分子材料过滤芯9，改变微孔高分子材料过滤芯9的微孔形状及密度，达到改变声音气导通路声阻尼的作用，以减少或滤除人类可听见的100Hz至20000Hz的宽频率范围中的一种或多种特定环境噪声，同时保持所需的500Hz至4000Hz范围内的正常语音通讯，微孔高分子材料过滤芯的截面形状可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形或多个不同或相同多边形的混合，在非压缩的初装配状态下，微孔高分子材料过滤芯9刚好能塞入纵向孔中，微孔高分子材料过滤芯由多微孔高分子材料制成，微孔直径在5-200微米范围内，可以压缩进行调节。

在多孔腔体3的前端设置软导声管10，软导声管10的前端安装适用于使用者耳道的弹性耳膜2，使得弹性耳膜2、软导声管10和多孔腔体3纵向排列并一起置于使用者的耳道内，弹性耳膜2与耳道壁紧密弹性接触，维持足够外周径向压力，形成耳道周边密封，无声压泄漏，保证软导声管10和微孔高分子材料过滤芯9这一声波通道内清晰的语音传播进入耳膜密封内侧的耳道，同时防止多孔腔体3在耳道内松动。

弹性耳膜2和软导声管10可以是单一或复合材料，包括医用或非医用级热塑性弹性体、硅橡胶、非金属或金属弹性材料，使得弯曲角度可以根据人体耳道的解剖学和生理学自由变形，可以通过耳道舒适地压缩，保持声压的同时保持耳道充分透气，软导声管10可以在3D复杂耳道中容易地弯曲，特别是在耳道的第1和第2急转弯部分中弯曲。

在多孔腔体3末端设置有可以置于耳道内的多孔推板6，进行多个空心管8的同步或分步纵向推动，多孔推板6上有与空心管8对应的通孔，确保空心管8的导通。在多孔推板6后方加装对应的旋转盖板7，旋转盖板7上设置与通孔对应的声音导入孔，旋转盖板7一侧设置有实现圆周旋转的驱动装置，所述驱动装置包括但不限于手柄，利用手柄进行旋转盖板7的旋转，完成部分空心管8端口的封堵，选择性地开通或关闭声音通道，将部分频段的噪声通路完全封堵，实现声音通道的部分或全部封堵调节，增加一个独立的调节噪声通路的方法。

盖子4两侧与弹性外套1采用拉杆或者螺钉连接固定，结构稳定，安装与多孔推板6活动连接的螺杆旋钮5，螺杆旋钮5旋转时纵向推动多孔推板6，实现空心管8对微孔高分子材料过滤芯9的压缩。在所述多孔推板6前后设置有位于螺杆旋钮上的限位垫圈11，拆装便利，利用螺杆旋钮5的旋转驱动多孔推板6纵向移动，操作简便。

多孔腔体3中纵向孔结构设计、微孔高分子材料过滤芯9的选择、声音通道的选择性封堵、螺杆旋钮5的旋转角度、空心管8压缩微孔高分子材料过滤芯9的长度组成噪声滤波调节要素，根据不同环境噪声下要达到的降噪目标，通过实验标定各噪声滤波调节要素，确定下来噪声滤波调节要素的具体参数，标识在装置上进行操作，或者做成操作说明书，便于装置的操作。

综上所述，本发明指出的一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法和装置，内置于耳道内，可以进行部分纵向孔的封堵及纵向孔内微孔高分子材料过滤芯的压缩，分频段滤波，调节声音通道，实现噪声的最小化或消除特定环境噪声，保持正常语音交流，结构紧凑，适用范围广泛。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，包括：

加工一个可置于耳道内的多孔腔体，并在多孔腔体外部包裹弹性外套，利用弹性外套适应人体的耳道；

在多孔腔体中开设多个不同孔形状和孔径的纵向孔，在纵向孔内塞入不同微孔高分子材料过滤芯，形成对不同频段噪声的通道和声阻尼，通过纵向推动空心管压缩微孔高分子材料过滤芯，改变微孔高分子材料过滤芯的微孔形状及密度，达到改变声音气导通路声阻尼的作用，以减少或滤除人类可听见的100Hz至20000Hz的宽频率范围中的一种或多种特定环境噪声，同时保持所需的500Hz至4000Hz范围内的正常语音通讯。

2.根据权利要求1所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，在多孔腔体的前端设置软导声管，软导声管的前端安装适用于使用者耳道的弹性耳膜，使得弹性耳膜、软导声管和多孔腔体纵向排列并一起置于使用者的耳道内，弹性耳膜与耳道壁紧密弹性接触，维持足够外周径向压力，形成耳道周边密封，无声压泄漏，保证导声管和微孔高分子材料过滤芯这一声波通道内清晰的语音传播进入耳膜密封内侧的耳道，同时防止多孔腔体在耳道内松动。

3.根据权利要求1所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，在多孔腔体末端设置有可以置于耳道内的多孔推板，进行多个空心管的同步或分步纵向推动，多孔推板上有与空心管对应的通孔。

4.根据权利要求1所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，进行部分空心管端口的封堵，选择性地开通或关闭声音通道，将部分频段的噪声通路完全封堵。

5.根据权利要求3所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，在多孔推板后方加装对应的旋转盖板，旋转盖板上设置与通孔对应的声音导入孔，利用旋转盖板的旋转，实现声音通道的部分或全部封堵调节，增加一个独立的调节噪声通路的方法。

6.根据权利要求5所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪方法，其特征在于，安装与多孔推板活动连接的螺杆旋钮，螺杆旋钮旋转时纵向推动多孔推板，实现空心管对微孔高分子材料过滤芯的压缩，多孔腔体中纵向孔结构设计、微孔高分子材料过滤芯的选择、旋转盖板对声音通道的选择性封堵、螺杆旋钮的旋转角度、空心管压缩微孔高分子材料过滤芯的长度组成噪声滤波调节要素，根据不同环境噪声下要达到的降噪目标，通过实验标定各噪声滤波调节要素，确定下来噪声滤波调节要素的具体参数，标识在装置上进行操作。

7.一种耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置，其特征在于，包括：软导声管、多孔腔体、弹性耳膜、多孔推板、螺杆旋钮、盖子和旋转盖板，所述软导声管连接在多孔腔体前端与弹性耳膜之间，所述多孔腔体中开设多个不同的纵向孔，所述纵向孔内装填有微孔高分子材料过滤芯，所述多孔推板位于多孔腔体后方，所述多孔推板上设置有延伸至纵向孔中进行微孔高分子材料过滤芯压缩的空心管，所述旋转盖板位于多孔推板的后方，所述旋转盖板上设置与空心管对应的声音导入孔，所述盖子设置在旋转盖板的后方，所述螺杆旋钮穿过盖子上设置的螺纹孔而指向多孔腔体，所述多孔推板前后设置有位于螺杆旋钮上的限位垫圈，利用螺杆旋钮的旋转驱动多孔推板纵向移动。

8.根据权利要求7所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置，其特征在于，所述多孔腔体外部包裹有过盈配合的弹性外套。

9.根据权利要求8所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置，其特征在于，所述盖子两侧与弹性外套连接固定，所述纵向孔包括多个不同孔形状和孔径的微孔高分子材料过滤芯放置孔。

10.根据权利要求7所述的耳道内分频段调节噪声滤波的主动降噪装置，其特征在于，所述旋转盖板一侧设置有实现圆周旋转的驱动装置，所述驱动装置包括手柄。